Prędkość końcowa opisuje punkt równowagi w kinematyce, w którym opór atmosferyczny spadającego obiektu staje się równy i przeciwny do przyspieszenia spowodowanego grawitacją. Zatem obiekt nie może dalej przyspieszać bez pomocy z zewnątrz i osiągnął najwyższą możliwą prędkość w tym ośrodku.
Przeciąganie jest funkcją aerodynamiki przedmiotowego obiektu: parasol spadałby znacznie wolniej niż pocisk o tej samej wadze. Możemy użyć równania prędkości końcowej do obliczenia prędkości obiektu w tym punkcie.
Określ wagę W. spadającego przedmiotu. Najłatwiejszym sposobem na to jest zazwyczaj zmierzenie tej ilości bezpośrednio. Możesz również oszacować wagę, jeśli znasz materiały budowlane i wymiary.
Oblicz obszar czołowy ZA spadającego przedmiotu. Obszar czołowy jest widocznym obszarem zwróconym w kierunku opadania. Możesz określić ten obszar, mierząc kontur obiektu od tej orientacji.
Na przykład, jeśli spadający przedmiot byłby stożkiem, wierzchołek stożka byłby skierowany prosto w dół, a obszar przedni wyglądałby jak okrąg równy powierzchni okrągłej podstawy stożka.
Określ współczynnik oporu dore spadającego przedmiotu. Zazwyczaj można uniknąć konieczności samodzielnego obliczania współczynnika oporu, szukając przybliżonej wartości w książce referencyjnej lub w Internecie. Jeśli potrzebujesz bardzo precyzyjnej wartości, powinieneś skonsultować się z inżynierem.
Określ gęstość atmosferyczną ρ medium, przez które spadnie obiekt. Jeśli medium jest powietrzem, powinieneś wiedzieć, że gęstość powietrza maleje wraz z wysokością, co oznacza, że prędkość końcowa obiektów zmniejsza się, gdy zbliża się do ziemi (gdzie gaz jest gęstszy i odpycha mocniej, zapewniając większą siłę hamowania) .
W ten sposób można obliczyć prędkość końcową na dowolnej wysokości za pomocą prostej matematyki, ale aby obliczyć zmianę prędkości końcowej podczas upadku z dużej odległości, konieczne będzie zastosowanie rachunku różniczkowego lub przybliżenia empirycznego.
Gęstość powietrza zmienia się również wraz z pogodą; dla określonej wysokości nie ma jednolitej wartości gęstości. Aby uzyskać najdokładniejsze pomiary gęstości powietrza, należy pomnożyć średnie wartości gęstości powietrza przez lokalne przesunięcia warunków pogodowych.
Informacje o atmosferze są dostępne w Stanach Zjednoczonych w National Weather Service, serwisie National Oceanic and Atmospheric Administration.
Dla dowolnej wysokości równanie prędkości końcowej wynosi:
V.t = 1/2
gdzie W. to waga przedmiotów, ρ to gęstość gazu, ZA oznacza pole przekroju poprzecznego obiektu, oraz dore to współczynnik oporu.
W prostym języku angielskim, końcowa prędkość obiektu jest równa pierwiastkowi kwadratowemu ilorazu podwójnej masy obiektu ponad iloczyn powierzchni czołowej obiektu, jego współczynnika oporu i gęstości gazu ośrodka, przez który obiekt spada .